随着汽车电子技术的发展,越来越多的电子控制元件大量应用到汽车上,汽车空调系统由以前简单的纯开关控制模式变成更精确的电子自动控制,空调压缩机也由以前的纯机械压缩机外部控制变成机械可变排量内部控制。并进一步发展成电控可变排量压缩机,其优点是适用性更广,只要更改控制程序便能适应多种车型,实现排量的无级调节,更省油且无冲击。现代轿车自动空调的压缩机控制系统能够根据环境温度、湿度、空气洁净度、光照度、发动机的负荷,甚至汽车的发电量来做相应的调整,不仅可调节制冷量的大小,兼顾到汽车的节能性,还能在某些工况下优先保证发动机的动力性能,确保汽车正常行驶。下面以大众车为例,简单介绍下电控可变排量压缩机的工作原理(图1)及相应故障的主非除。
众所周知,内部调节的压缩机使用的膨胀阀控制冲击大,人能明显感觉到压缩机的切断和闭合,加入调节装置后对制冷量可做部分调节,但还是会有转速冲击。之后出现了外部调节的压缩机,节流装置使用孔管,可通过调节阀无极的控制压缩机压盘的倾斜度,改变制冷量,舒适性强。
电控式压缩机在无电流状态下,阀门开启,高压腔和压缩机曲轴箱相通,高压腔压力和曲轴箱压力达到平衡。满负荷时,阀门关闭,高压腔和曲轴箱之间的通道被隔断,曲轴箱的压力下降,斜盘的倾斜角度加大到100%的排量;关掉空调或所需的制冷量较低时,阀门开启,高压腔和曲轴箱之间的通道被打开,斜盘的倾斜角度减小到低于2%的排量。当系统的低压较高时,真空膜盒被压缩,阀门挺杆松开,继续向下移动,使得高压腔和曲轴箱进一步被隔离,压缩机达到100%的排量;当系统的吸气压力特别低时,压力元件被释放,挺杆的调节行程受到限制,这时高压腔和曲轴箱不再完全被隔断,压缩机的排量因此变小。下面以两个案例来介绍这类空调压缩机的故障诊断及排除方法。
实例:2007年款polo车空调偶发性不制冷
Polo车采用的是半自动空调,带控制单元J301的半自动空调操作面板控制以下工况:1.制冷回路压力过低(小于2bar,1 bar=105Pa)时,减少压缩机输出;2.制冷回路压力升高,提高怠速,接通散热风扇;3.制冷回路压力过高(大于32bar)时,减少压缩机输出;4.J301通过处理类似环境温度、设置温度、蒸发箱出口温度和驾驶条件等信息,计算所需制冷量并输出N280的PWM信号,从而控制压缩机排量。
故障诊断:开启发动机和空调,打开内循环,将温度调到最低,用手感觉到出风口温度比较高。首先,接上空调压力表,观察高低压压力分别为680kPa,650kPa,压力正常。接下来连接诊断仪VAS5054进入空调系统读取故障码,显示没有故障。进入引导型功能读取数据块,数据流如下:08-08-002。一区,压缩机的负荷0%;二区,高压传感器G65的数值7bar(规定值为2~32bar);三区,控制压缩机输出的条件8(表1);四区,蒸发箱出口温度传感器G263的数值26℃。通过数据流可看出压缩机没有控制输出,控制单元J301没有给N280控制信号。接下来检查第三区域显示8(车外环境温度低于5℃空调不工作或者插头接触不良)。
再检查外界温度传感器G17,查询电路图后发现polo空调系统中找不到G17,通过查找资料发现,G17的信号是先给到仪表J285(图2)后再通过CAN总线传递网关,最后经过网关信息转换后又通过总线传递给J301。
对仪表进行自诊断,未发现故障码,读取数据流发现了问题(图3)。
第二显示组的第四区外界温度显示为1℃,而此时的外界温度为2 8 ℃,明显有故障。拆下安装在前杠后侧的外界温度传感器,用万用表测量其阻值为3300Ω,查询维修手册,外界温度传感器也是负温度系数的NTC电阻,在常温下其阻值为800~900Ω左右。由此判断传感器故障,更换后读取数据流(图4)。
压缩机功率输出随着鼓风机转速的增加逐渐升高,压缩机控制条件没有受限制,故障排除。